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基于粒子群算法大跨径上承式钢管混凝土拱桥优化分析
| 论文题名： | 基于粒子群算法大跨径上承式钢管混凝土拱桥优化分析 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;粒子群算法;承载能力;优化设计 |
| 摘要： | 钢管混凝土拱桥作为一种轻型桥梁结构，具有自重轻、承载能力强、耐火性好等特点，最近二、三十年在我国得到迅猛发展。我国目前已经建成了跨径为530m的合江长江一桥，由此可见钢管混凝土拱桥具有很好的应用前景，跨径与数量都在不断地创造新的记录。但是目前的桥梁设计大多都是满足最低设计要求的基础设计，并没有很好的平衡结构安全性与经济性。造成了很大程度的材料浪费，增大了桥梁的建造成本。所以迫切地需要对钢管混凝土进行优化设计。目前国内外桥梁工作者对钢管混凝土拱桥的优化设计研究以对拱轴线的优化为主，对优化拱肋截面未进行很好的研究。在桥梁设计中，截面参数取值大多依赖桥梁设计者的工作经验，缺乏理论指导，不利于人们在设计初期对截面参数进行科学的假设，而且目前的桥梁设计普遍存在过于保守的问题。 本文研究了现有的常用优化算法，说明了常用优化算法的原理及其特点。针对各种智能优化算法的原理，结合桥梁结构优化算法的特点，选用了粒子群（PSO）优化算法作为本文使用的优化算法，详细介绍了粒子群优化算法的计算原理，建立了粒子群优化算法的MATLAB数学模型。 本文在搜集有关结构优化设计理论相关资料的基础上，分析了现有桥梁结构优化算法的特点及其不足，提出利用粒子群优化算法对满应力优化算法进行改进，更好的应用到复杂的桥梁结构中。 以西安临潼某桥为工程背景，运用大型桥梁有限元分析软件MIDAS CIVIL建立用于桥梁力学计算的空间模型，使用利用粒子群算法改进后的满应力优化模型对该桥进行节目优化分析计算。之后，使用有限元模型对该桥优化前后进行刚度、强度、稳定性分析计算，检验优化计算结果。 |
| 作者： | 李剑桥 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 杨雅勋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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